STEAM教育理念与科学课程融合思路

◇黄 靓（福建：建瓯市吉阳镇中心小学）

一、前言

虽然信息技术已经在各学科中得到普及，但是师生在各个阶段的教学和学习中仍然有很多问题。例如，教师在使用现代化信息设备方面经验不足，学生在短期内没能适应在线上课，这都体现了信息化教育的不成熟。科学课程在这一变革过程中也受到波及。STEAM教育实际上就是在真实的情境中，借助跨学科整合的优势和特点进行的人才培育。将STEAM教育与小学科学课程相结合，能够为实现跨学科整合助力。

二、STEAM教育理念的重要价值

（一）从想象力到创造力

小学生的想象力就像未开垦的土地，如一张白纸，未经污染。他们在想象力这块自己的土地上种植什么样的植物是由自己决定的，也是由教师引导的。学生在生活中接触到各种事物，不断在积累经验中提升想象力的空间，在课堂上接受教师的指导和知识的传授，不断改变着自己的认知结构。教师和家长并不是这块土壤上植物的剪修者，而应该逐步引导他们寻找自由的空间。在STEAM教育理念的指导下，科学课程教学可以为学生想象力的发展提供“土壤”和“栖息地”。学生在教师的帮助下，逐渐发现自己感兴趣的内容。教师为学生今后的专业选择提供引导，让学生能够在科学课程的学习中了解到其他门类，例如技术、工程、艺术、数学等，不断扩充知识面，让想象力得到发挥，让在这块土壤上生长的树苗能够长成参天大树。

（二）STEAM教育理念的教学目标

STEAM教育理念注重过程性研究，帮助我国教育从看重标准化考试成绩转变为重视学生的学习过程和结果，是现代教育中较为理想的模式。STEAM的基本教育理念可以概括为跨学科、跨领域，研究学科中的真实问题，把学生作为关注的主体。其主要教育目标就是培养学生对科学的兴趣，为其创造力的发挥提供空间和环境，帮助学生养成自主发现问题、解决问题的能力。但是，STEAM并不仅仅以培养学生的想象力为目标，更注重研究创作的过程。例如，我们大家在学习中所运用的头脑风暴法契合了人文艺术的理念，如果学生在思考方面有所停滞，我们可以通过集思广益的方式不断地交流，在让对方获益的同时，可以提升自己，转变自己的思维。

（三）教师所扮演的角色

在STEAM教育理念指导下，教师的作用并不是培养考满分的学生，而是应该采用协助和引导的方式不断升华学生的想象力和创造力，让学生能够在天马行空的想象中寻找问题解决的可行性，并根据学生的个性差异进行因材施教。不论是实际的生活还是事物的发展都具有不稳定性，我们应该一分为二地看待问题，让学生能够在STEAM理念指导下，将自己的想法有层次、有逻辑、完整地阐述出来，从而培养学生适应社会发展的能力，在今后成为社会发展所需要的人。

三、STEAM教育理念与小学科学课程融合的契合点

之所以研究STEAM与小学科学课程的融合，正是因为二者有很多的契合点。其具体体现在以下几个方面。

（一）科学

小学科学课程的培养目标在于提高学生的科学素养，我们在列举爱因斯坦和爱迪生事迹的时候，可以发现他们从小就对科学事物非常感兴趣。小学生同样充满好奇心，他们往往对新奇的事物比较感兴趣。达尔文小时候对小虫子特别感兴趣，这是他科学发展的启蒙，是科学探究的过程。科学研究的过程实际上也是一个验证的过程，是逐步经过假设、推理、实验、验证结果等一系列推理和演绎，最终得出一个不断重复和推导的过程。科学性是经得住推敲和揣摩的。而小学科学课程为STEAM的发展提供了一个科学的环境，可以让学生在科学课上不断验证自己的想法和假设。

（二）技术

技术的种类有很多，包括电子信息技术、农业化技术、生物技术，等等，小学科学课上的研究主要以应用技术为主。在小学科学课上，小学生可以动手操作。例如，教师可以让学生带可组装的玩具如小汽车等到学校，在课堂上分小组拆卸、组装，或者使用乐高拼出自己喜爱的事物。小学科学课程囊括万千，在这里，学生的思想和技能都得到了释放，可以发现自己感兴趣的技能。

（三）工程

科学课程的知识学习主要是学习工程知识，科学课程与STEAM教育理念的契合，主要体现在小学生的动手能力方面。例如，在科学课程教学中讲过的发电的过程，让学生可以了解到电力工程学的问题，并且可以对电池的不同极、不同特性进行设计。通过研究工程师设计电池的过程可以学到很多工程学方面的知识。另外，在设计桥梁的过程中，学生还可以从科学课程中了解到建筑学方面的内容，可以对桥梁的构造提出更好的假设，使其具有稳定性。在科学课堂中，小学生可以根据自己的想法和需求设计出不同的桥梁和建筑工程。在这一过程中，教师可以设置比赛环节，让学生比一比谁设计的建筑或桥梁最具有稳定性。

（四）艺术

美国格雷特·亚克门教授团队将ARTS团队融入STEAM这一教育理念中，并逐步发展起来。这里的两个“A”并不是单一地指艺术，而是囊括了与艺术相关的很多方面，包括人文艺术、审美能力、语言艺术、精致艺术等。小学科学课堂可以为学生提供类似的艺术环境，这也是与STEAM教育理念相匹配的。教师设置不同的问题，学生通过讨论可以发表个人意见，描述实验过程，在与同伴讨论和学习中提高自己的人文素养，从而加强团队合作意识，最终实现STEAM中的ARTS课程目标。

（五）数学

数学可以说是STEAM教育理念中不论是科学、技术还是工程学等学科的一个基础性科目，为STEAM教育理念的发展提供基础。小学生在科学课堂中设计实验过程或者参与实验过程，总是少不了与数学相关的知识。例如在上述工程实验中，小学生可以设计三角形的桥梁，通过对三角形的认识可以了解到相关的几何知识，这都是对学生数学方面知识的考查。

四、STEAM教育理念与小学科学课程融合的思路

（一）提高学生人文素养

人文素养属于STEAM教育理念中的重要模块，其在小学科学课程中也不容忽视。

在科学课程教学中，教师在帮助学生习得知识、掌握技能的同时，也应该对其加强文化体验，不断提高科学课程中人文艺术的占比，将艺术化作为小学科学技术课程的最高追求。从课程实施方面来看，小学科学课程也应鼓励学生运用多种艺术表现形式，表达个人的想法或者创作出表达艺术的产品，从而不断加强小学生对美的感知、对自我的表达。以小学科学课程中《走马灯》的设计为例。首先教师可以带领学生探究走马灯的历史和发展，让学生意识到中国传统文化的伟大，以及传统与新兴文化的交替和继承。通过学生个人的设计和对走马灯进行装饰和美化，提高学生对美的追求。当然，小学生还可以根据个人的想象为《走马灯》配上个人喜爱的歌曲，从而培养学生与他人分享的品格以及提高对音乐的鉴赏力。通过对走马灯的设计，可以将不同种类的学科知识丰富起来，创建有趣的科学教学课堂。这一教学设计的主要目标是通过小组成员的合作、对材料的选择和对走马灯的美化，逐步提高学生的ARTS能力，从而提高学生的人文底蕴，让学生承担起传承中华美德的责任。

（二）突出课程实践性

小学科学课程的组织不应该以传统的知识传授为主要目的，而是要让学生能够提高动手操作能力，突出课程组织的实践性，从而实现科学课程的最终目标。在这一过程中，可以结合STEAM课程的以问题为中心、以项目为中心等组织形式。教师可以提出真实的问题、选择合适的元素，将各学科整合起来。小学生通过动手操作，可以将对理论知识的理解进一步深化。在设计实践活动的时候，教师也要根据学生的实际水平，为学生的实践活动创造适宜的环境，为学生独立思考和动手操作提供基本的实验器材。例如，在制作降落伞的过程中，小学生可以真正动手操作制作降落伞。教师可以带领学生了解降落伞的相关知识、降落伞的构成部分和特点及作用，准备制作降落伞所需要的材料或者测量伞绳长度。通过对降落伞基本知识的了解，可以激发学生的兴趣和创作动力。在这个制作过程中，小学生需进行多次实验数据的分析和整理，才能找到降落伞减速的规律。

（三）构建多元课程评价体系

小学科学课程的评价对课程开发有着重要作用，课程评价是对上课内容的系统性评估。在STEAM教育理念的指导下，科学课程注重培养学生的综合素养。因此，对学生上课情况的评价应该是多元性的，评价主体应该是师生共同参与。例如，可以进行生生评价、学生进行小组评价、教师评价等，教师主要担负引导者和监督者的角色。其次，评价过程应该以形成性评价为主。对学生的科学课程评价更应关注学生学习的过程，因为学生的成长、其综合素质的提高并不是时时刻刻具有外显性，很多能力和素养并没有清晰的评判标准。

例如，在上述制作降落伞和走马灯的实验操作过程中，教师可以对学生进行多方面评价。教师给出评价量规，学生可以进行自我判断。根据STEAM教育理念，教师可以对学生制作的走马灯和降落伞从科学、技术、工程、艺术、数学等五个领域进行评价。走马灯的旋转原理，包括空气对流、摩擦力等相关知识，都涉及工程学的相关问题。制作是否成功体现了学生对这些知识的掌握程度。另外，动手制作也体现了STEAM教育理念的实践性，还涉及相关的数学知识。在制作走马灯叶轮的叶片时，学生需要学会使用量角器、尺子、圆规等基本的数学工具。同样，在降落伞制作过程中，学生也了解了降落伞的发展历史，这也体现了STEAM理念中的ARTS教育理念。